DE2162024C3

DE2162024C3 - Device for generating plasma

Info

Publication number: DE2162024C3
Application number: DE19712162024
Authority: DE
Inventors: C Bonet; R Delmas; M Foex
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2162024A1; GB1380719A; FR2119179A6; DE2162024B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zurThe invention relates to a device for

ίο Plasmaerzeugung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung gemäß Patent 19 65 576. Bei einer Ausführungsform des Gegenstands des Patentes 19 65 576 sind der elektrische Hilfsspeisegenerator eines Plasmastrahigenerators und der elektrischeίο plasma generation of the genus specified in the preamble of the main claim according to patent 19 65 576. In one embodiment of the subject matter of patent 19 65 576, the auxiliary electrical feed generator is a plasma jet generator and the electrical

ι⁵ Hauptspeisegenerator, dessen Stromkreis von dem Hilfsspeisegenerator-Stromkreis getrennt ist, zu einem einzigen elektrischen Generator zusammengefaßt Dabei sind der dem Hilfsspeisegenerator zugeordneten Plasmastrahlgenerator und die Plasmastrahlgeneratoι ⁵ main feed generator, whose circuit is separated from the auxiliary feed generator circuit, combined into a single electrical generator. The plasma jet generator assigned to the auxiliary feed generator and the plasma jet generator are here ren ohne elektrischen Hilfsspeisegenerator in Reihe geschaltet. Der von dem einzigen elektrischen Generator gelieferte Strom teilt sich nach der Zündung der elektrischen Bögen in den von den Plasmastrahlgeneratoren ohne elektrischen Hilfsspeisegenerator abgegebe-ren without electrical auxiliary supply generator in series switched. The current supplied by the single electric generator splits up after the ignition of the electrical arcs in the generated by the plasma jet generators without an auxiliary electrical supply generator. nen Gasstrahlen in einen Strom mit einer solchen Stärke, wie zur Aufrechterhaltung des Stromdurchflusses in den besagten' Gasstrahlen erforderlich, und in einen Strom mit einer solchen Stärke, daß der von dem als Pilot wirkenden Plasmastrahlgeneratoren mitnen gas jets in a stream with such a strength as necessary to maintain the flow of current in said 'gas jets, and in a current with such a strength that that of the plasma jet generator acting as a pilot with

JO elektrischem Hilfsspeisegenerator abgegebene Plasmastrahl aufrechterhalten bleibt Es ist somit eine sehr starke elektrische Stromquelle erforderlich. Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform zu Pilotzwekken kein klassischer Plasmastrahlgenerator mit bei-JO electrical auxiliary supply generator is maintained it is thus a very strong electrical power source required. In addition, in this embodiment, no classic plasma jet generator with two

*'■> spielsweise einer gekühlten Kupferanode und einer Emissionskathode aus Wolfram verwendet werden, wenn nicht ein Betrieb mit Gleichstrom erfolgt, weil ein solcher Plasmastrahlgenerator nicht mit Wechselstrom funktionieren kann, da die Elektrode aus Wolfram nicht * '■> play to a cooled copper anode and a cathode emission of tungsten are used, if not done an operation with direct current, because such a plasma beam generator can not work with AC because the tungsten electrode does not

■»ο ohne Zerstörung periodisch und über längere Zeitintervalle hinweg die hohen thermischen Beanspruchungen aufnehmen kann, welchen sie jedesmal dann unterworfen wird, wenn sie als Anode wirkt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die■ »ο the high thermal loads periodically and over long periods of time without being destroyed can accommodate, to which it is subjected every time it acts as an anode. The invention is based on the object

•^fr' Vorrichtung nach Patent 19 65 576 dahin weiter zu verbessern, daß lediglich eine einzige Stromquelle zum Betrieb des Pilot-Plasmastrahlgenerators als auch der übrigen Plasmastrahlgeneratoren erforderlich ist, welche nur eine verhältnismäßig geringe Leistung zu liefernThen, to improve • ^fr 'device according to Patent 19 65 576 further that only a single power source is required for operation of the pilot plasma jet generator and the rest of the plasma jet generators which provide a relatively low power

^w braucht, wobei auch ein Pilot-Plasmastrahlgenerator zum Einsatz kommen kann, der mit Wechselstrom betrieben und aus einfachen Materialien wie beispielsweise Kupfer, hergestellt werden kann. ^{w is} needed, whereby a pilot plasma jet generator can also be used, which is operated with alternating current and can be manufactured from simple materials such as copper.

Dieser Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden TeilThis task is due to the in the characterizing part

'■^r' des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.'■ ^r' of the main claim stated features dissolved Advantageous developments of the invention are characterized in the remaining claims.

Durch die Erfindung wird der Gegenstand des Patentes P 19 65 576 weiter vereinfacht und eineBy the invention, the subject matter of patent P 19 65 576 is further simplified and a

^b0 automatische Abschaltung des Pilot-PIasmastrahlgenerators nach Zündung der elektrischen Bögen in den Gasstrahlen der anderen Plasmastrahlgeneratoren ohne elektrischen Hilfsspeisegenerator erzielt. Bei Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung fließt der ^b0 automatic shutdown of the pilot plasma jet generator achieved after ignition of the electrical arcs in the gas jets of the other plasma jet generators without an auxiliary electrical supply generator. When the device according to the invention is put into operation, the flows

*>^Γ> gesamte, vom einzigen elektrischen Generator abgegebene Strom durch den Pilot-Plasmastrahlgenerator, um einen entsprechenden Plasmastrahl zu erzeugen. Nach Zündung der elektrischen Bögen in den Gasstrahlen der *> ^Γ > total current delivered by the single electrical generator through the pilot plasma jet generator in order to generate a corresponding plasma jet. After ignition of the electric arcs in the gas jets of the

übrigen Plasmastrahlgenerator!! weist der durch die Gasstrahlen gehende, zum Stromkreis des Pilot-Plasmastrahlgenerators parallele Stromkreis einen geringeren elektrischen Widerstand auf, so daß der vom einzigen elektrischen Generator abgegebene Strom im wesentlichen durch diesen als Hauptspeisegenerator-Stromkreis bezeichneten Stromkreis fließt, während der dem Pilot-Plasmastrahlgenerator zugeordnete, als Hilfsspeisegenerator-Stromkreis bezeichnete Stromkreis im wesentlichen unterbrochen istrest of the plasma jet generator !! does the Gas jets that are parallel to the circuit of the pilot plasma jet generator have a smaller circuit electrical resistance, so that the current delivered by the single electrical generator essentially through this as the main supply generator circuit designated circuit flows, while the pilot plasma jet generator assigned, referred to as auxiliary feed generator circuit in the is substantially interrupted

Es ist eine Vorrichtung zur regelbaren Erzeugung eines elektrischen Lichtbogens bekannt, welche eine zentrale Anode und drei in einem Kranz angeordnete Katoden aufweist, wobei die drei Katoden/Anoden-Stromkreise parallel geschaltet und an eine Stromquelle angeschlossen sind. Die Widerstände in diesen parallelen Stromkreisen haben die Funktion, die elektrischen Lichtbogen bezüglich Veränderungen der gegenseitigen Abstände der einzelnen Katoden von der gemeinsamen Anode zu stabilisieren (US-PS 31 22 672).There is a device for controllable generation of an electric arc known, which one having central anode and three cathodes arranged in a ring, the three cathode / anode circuits connected in parallel and connected to a power source are connected. The resistances in these parallel circuits have the function of being electrical Arc related to changes in the mutual spacing of the individual cathodes from the common one Stabilize anode (US-PS 31 22 672).

Ein normalerweise offener Stromkreis mit einem Hauptspeisegenerator sowie Plasmastrahlgeneratoren ohne Hilfsspeisegeneratoren, also ohne eigene Zufuhr elektrischer Energie, fehlen ebenso wie Ionisierung derjenigen Atmosphäre durch einen von einem Pilot-Plasmastrahlgenerator erzeugten Plasmastrahl, in weiche die Gasstrahlen der Plasmastrahlgeneratoren ohne eigene Zufuhr elektrischer Energie eintreten, welche Ionisierung zur Zündung elektrischer Lichtbogen zwischen den Elektroden dieser anderen Plasmastrahlgeneratoren in den Gasstrahlen dient Die bekannte Vorrichtung ist daher nicht derjenigen Gattung zuzurechnen, zu welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung gehörtA normally open circuit with a main supply generator and plasma jet generators Without auxiliary supply generators, i.e. without their own supply of electrical energy, there is also a lack of ionization that atmosphere by a plasma jet generated by a pilot plasma jet generator, in soft the gas jets of the plasma jet generators enter without their own supply of electrical energy, which ionization is used to ignite electric arcs between the electrodes of these other plasma jet generators in the gas jets known device is therefore not to be assigned to the genus to which the inventive Device belongs

Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt schematischPreferred exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. Therein shows schematically

F i g. 1 und 2 jeweils eine erste bzw. zweite Ausführungsform;F i g. 1 and 2 each show a first and second embodiment;

Fig.3 einen Längsschnitt durch einen Pilöt-Plasmastrahlgenerator in bevorzugter Ausgestaltung.3 shows a longitudinal section through a pilot plasma jet generator in a preferred embodiment.

Mit den Vorrichtungen gemäß F i g. 1 und 2 wird jeweils ein Plasmastrahl 32 erzeugt Sie weisen zwei Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. drei Plasmastrahlgeneratoren 34c, 34c/ und 34e auf, welche Gasstrahlen 36 unfern, die konvergieren und den Plasmastrahl 32 bilden.With the devices according to FIG. 1 and 2, a plasma jet 32 is generated in each case. They have two Plasma jet generators 34a and 346 or three plasma jet generators 34c, 34c / and 34e, which Gas jets 36 near, which converge and form the plasma jet 32.

Diese Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. 34c, 34c/ und 34e sind in einen normalerweise offenen Stromkreis 38 eingeschaltet, dem ein elektrischer Generator 40a bzw. 406 zugeordnet ist Der Stromkreis 38 kann durch die Gasstrahlen 36 geschlossen werden, wenn deren elektrischer Widerstand ausreichend vermindert ist. Dazu dient ein Plasmastrahl 42 vorzugsweise großun Querschnittes, welcher die Atmosphäre zwischen den Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. 34c, Md und 34e ausreichend ionisiert, so daß elektrische Bögen 44 in den konvergierenden Gasstrahlen 36 gezündet werden können, und zwar zwischen den Elektroden 46 der Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. 34c, 34 J und 34e, welche mit diesen Gasstrahlen 36 in Berührung stehen und in den Stromkreis 38 eingeschaltet sind.These plasma jet generators 34a and 346 or 34c, 34c / and 34e are switched on in a normally open circuit 38 to which an electrical generator 40a or 406 is assigned. The circuit 38 can be closed by the gas jets 36 when their electrical resistance is sufficiently reduced . A plasma jet 42, preferably of large cross-section, is used for this purpose, which ionizes the atmosphere between the plasma jet generators 34a and 346 or 34c, Md and 34e sufficiently so that electrical arcs 44 can be ignited in the converging gas jets 36, namely between the electrodes 46 of the plasma jet generators 34a and 346 or 34c, 34 J and 34e, which are in contact with these gas jets 36 and are switched into the circuit 38.

Die elektrischen Bögen 44 zwischen den Elektroden 46 der Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. 34c, 34c/ und 34e der Von ichtung nach F i g. 1 bzw. 2 können gezündet werden, wein die spitzen Enden der Elektroden 46 einander genügend genähert sind, wennThe electrical arcs 44 between the electrodes 46 of the plasma jet generators 34a and 346 or 34c, 34c / and 34e of the direction according to FIG. 1 or 2 can are ignited when the pointed ends of the electrodes 46 are sufficiently approached when ferner die diese spitzen Elektrodenenden umspulendenfurthermore the winding around these pointed electrode ends

Gasstrahlen 36 durch den Plasmastrahl 42 ausreichendGas jets 36 through the plasma jet 42 are sufficient

ionisiert sind, und wenn schließlich die Leerlaufspaiiare ionized, and if finally the idle spai nung des Generators 40a bzw. 406 ausreichend hoch istvoltage of the generator 40a or 406 is sufficiently high

Die von jedem dieser Plasmastrahlgeneratoren 34a undThe from each of these plasma jet generators 34a and

346 bzw. 34c, 34c/und 34e abgegebenen Gasstrahlen 36346 or 34c, 34c / and 34e emitted gas jets 36 werden dann in Plasmastrahlen umgewandelt welcheare then converted into plasma jets which von einem elektrischen Strom durchflossen sind.are traversed by an electric current.

Man kann dann auf nicht dargestellte Art und WeiseYou can then in a manner not shown

ίο die Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. 34c, 34c/ und 34e entlang der jeweiligen Längsachse verschieben und von der Vereinigungszone der Plasmastrahlen weg bewegen, so daß die in diesen Strahlen verteilte elektrische Energie, welche im Plasmastrahl 32 inίο the plasma jet generators 34a and 346 or 34c, 34c / and 34e along the respective longitudinal axis and away from the merging zone of the plasma jets move so that the electrical energy distributed in these beams, which in the plasma beam 32 in

Wärmeenergie umgewandelt ist vergrößert wird.Heat energy is converted is enlarged.

Der Plasmastrahl 42 wird von einem Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 erzeugt welcher in F i g. 1 und 2 nur schematisch dargestellt ist Der Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 ist in einen elektrischen Stromkreis 64The plasma jet 42 is generated by a pilot plasma jet generator 62 which is shown in FIG. 1 and 2 only The pilot plasma jet generator 62 is in an electrical circuit 64 eingeschaltet welcher ebenfalls an die beiden Klemmen de« Generators 40a bzw. 406 angoGchlossen ist und zwar parallelliegend zum Stromkreis 33 der anderen Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 bzw. 34c; 34c/ und 34e. Der Stromkreis 64 weist wenigstens einenswitched on which is also connected to the two terminals of the generator 40a and 406 and Although parallel to the circuit 33 of the other plasma jet generators 34a and 346 or 34c; 34c / and 34e. Circuit 64 includes at least one elektrischen Widerstand 66 auf, der ausreichend groß ist um *.u gewährleisten, daß der elektrische Strom nach Zündung der Bögen 44 in den Gasstrahlen dieser anderen Plasmastrahlgeneratoren im wesentlichen im Stromkreis 38 derselben fließtelectrical resistance 66, which is sufficiently large is to * .u ensure that the electric current after Ignition of the arcs 44 in the gas jets of these other plasma jet generators essentially Circuit 38 of the same flows

JIi Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 liefert der elektrische Generator 40a Gleichstrom. Der Plasmastrahlgenerator 62 kann dann auf bekannte Art und Weise ausgebildet sein und ein gekühlte Anode 68 sowie eine von einem Wolframstab gebildete EmissionskatodeIn the embodiment according to FIG. 1 delivers the electric generator 40a direct current. The plasma jet generator 62 can then in a known manner and Way be formed and a cooled anode 68 and an emission cathode formed by a tungsten rod

J» 70 aufweisen. Die Anode 68 ist an die positive Klemme, die Katode 70 an die negative Klemme des Generators 40,3 angeschlossen.J »70. The anode 68 is connected to the positive terminal, the cathode 70 is connected to the negative terminal of the generator 40.3.

Vorteilhafterweise ist die Anode 68 divergierend ausgebildet so daß der Plasmastrahlgenerator 62 einenAdvantageously, the anode 68 is divergent so that the plasma jet generator 62 a

■in Pilot-Plasmastrahl 42 großen Querschnitts erzeugt, der eine bessere Ionisierung der Atmosphäre im Raum zwischen den anderen Plasmastrahlgeneratoren gewährleistet Um eine bessere Stabilität und Zentrierung des Pilot-Plasmastrahles 42 sicherzustellen, ist ein■ generated in pilot plasma jet 42 large cross-section, the a better ionization of the atmosphere in the space between the other plasma jet generators ensures better stability and centering of the pilot plasma jet 42 is to ensure

•ti gekühlter Zentrierring 71 zwischen dem Plasmastrahlgenerator 62 und den anderen Plasmastrahlgeneratoren angeordnet.• ti cooled centering ring 71 between the plasma jet generator 62 and the other plasma jet generators arranged.

Ist der bzw. sind die elektrischen Widerstände 66 ausreichend groß, dann ist eine vollständige Auslö-Is the electrical resistors 66 sufficiently large, then a complete triggering

"'<■ schung des Pilot-Plasmastrahlgenerators 62 gegeben, wenn die Bögen 44 in den von den anderen Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 ausgestoßenen Gusstrahlen 36 gezündet sind. Eine zufällige, unbeabsichtigte Unterbrechung der elektrischen Bögen 44"'<■ given the pilot plasma jet generator 62, when the arcs 44 in the ejected from the other plasma jet generators 34a and 346 Cast rays 36 are ignited. An accidental, inadvertent interruption of the electrical arcs 44

■"■· kann die augenblickliche neuerliche Zündung des Pilot-Plasmastrahlgenerators 62 hervorrufen, damit auch die neuerliche Ionisierung des Raumes zwischen den anderen Plasmastrahlgeneratoren 34a und 346 und das neuerliche Zustandekommen der Bögen 44 in den■ "■ · the current re-ignition of the Cause pilot plasma jet generator 62, thus also the renewed ionization of the space between the other plasma jet generators 34a and 346 and the re-creation of the arcs 44 in the

h<> Gasstrahlen 36, wenn der Plasmastrahlgenerator 62 mit nicht dargestellten, klassischen Vorkehrungen zur Zündung durch Hochfrequenzfunken oder Kurzschlußfuriken, gesteuert vom Erlöschen der Bögen 44, versehen ist.h <> gas jets 36 when the plasma jet generator 62 with not shown, classic precautions for ignition by high-frequency sparks or short-circuit furiken, controlled by the extinction of the arcs 44, is provided.

·>'■· Dabei kann eir Generator 40a von geringerer Leistung bzw. Stärke verwendet werden, welche lediglich ausreichen muß, die Bögen 44 in den Gasstrahlen 36 aufrechtzuerhalten.·> '■ · Here, a generator 40a of lower Power or strength are used, which must only be sufficient, the arches 44 in the Maintain gas jets 36.

Die Parallelschaltung der elektrischen Stromkreise 38 und 64 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Generator 40a Wechelsstrom liefert. Dann ist der Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 so ausgebildet, wie in F i g. 3 dargestellt.The parallel connection of the electrical circuits 38 and 64 is particularly advantageous when the Generator 40a supplies alternating current. Then, the pilot plasma jet generator 62 is constructed as shown in FIG F i g. 3 shown.

Dieser Plasmastrahlgenerator unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von einem solchen klassischer Bauart, daß die Elektrode 72 nicht aus Wolfram, sondern aus Kupfer besteht, wie die andere Elektrode 68. Auch die Elektrode 72 ist stark gekühlt.This plasma jet generator essentially differs in this from a conventional one Design that the electrode 72 is not made of tungsten, but of copper, like the other electrode 68. Also the electrode 72 is strongly cooled.

Bei einem solchen Betrieb, wo der Pilot-Plasmastrahlgenerator normalerweise ausgeschaltet ist, und nur während sehr kurzen Intervallen eingeschaltet wird, insbesondere dann, welche zur Zündung oder neuerlichen Zündung der Bögen 44 in den Gasstrahlen 36 der anderen Plasmastrahlgeneratoren erforderlich sind, sind die Elektroden 68 und 72 nicht lange denjenigen periodischen, großen thermischen Belastungen unterworfen, welche für ihre Funktion als Anode charakteristisch sind, und zwar bei dem Wechsel aufgrund des Betriebes des Pilot-Plasmastrahlgenerators 62 mit Wechselstrom.In such an operation, where the pilot plasma jet generator is normally switched off, and only is switched on during very short intervals, especially those for ignition or again Ignition of the arcs 44 in the gas jets 36 of the other plasma jet generators are required electrodes 68 and 72 are not subjected to periodic, high thermal loads for a long time, which are characteristic of their function as anode, namely when changing due to the Operation of the pilot plasma jet generator 62 with alternating current.

Wie erwähnt, müssen die beiden Elektroden 68 und 72 dieses Pilot-Plasmastrahlgenerators 62 stark gekühlt werden. Dazu ist die Elektrode 72 mit einer Aussparung 74 versehen und an einer konzentrischen Hülse 76 angebracht, welche mit einem Rohr 78 versehen ist, über welches die Aussparung 74 mit einem Kühlmittel beaufschlagt wird, welches dann abfließt. Desgleichen weist die Elektrode 68 eine Kammer 80 auf, in welcher Kühlmittel zirkuliert. Vorteilhafterweise sind die beiden Elektroden 68 und 72 auf demselben mittleren Isolierblock 82 angebracht. Die Elektrode 68 ist auf den Isolierblock 82 aufgeschraubt, während die Hülse 76 mit der Elektrode 72 in den Isolierblock 82 eingeschraubt ist. wobei die Elektrode 72 mit Spiel in einer Aussparung 84 des Isolierblocks 82 liegt. Der Raum zwischen der Innenwandung der Aussparung 84 und der Mantelfläche der Elektrode 72 ist über eine Leitung 86 plasmagenem Strömungsmittel beaufschlagt und bildet einen Ringspalt 92 zum Ausstoß des plasmagenen Strömungsmitteis. As mentioned, the two electrodes 68 and 72 of this pilot plasma jet generator 62 must be strongly cooled will. For this purpose, the electrode 72 is provided with a recess 74 and on a concentric sleeve 76 attached, which is provided with a tube 78, through which the recess 74 with a coolant is acted upon, which then flows away. Likewise, the electrode 68 has a chamber 80 in which Coolant circulates. Advantageously, the two electrodes 68 and 72 are on the same middle one Insulating block 82 attached. The electrode 68 is screwed onto the insulating block 82, while the sleeve 76 with the electrode 72 is screwed into the insulating block 82. the electrode 72 with play in a recess 84 of the insulating block 82 is located. The space between the inner wall of the recess 84 and the lateral surface the electrode 72 is acted upon by plasmagenic fluid via a line 86 and forms an annular gap 92 for ejecting the plasmagenic flow medium.

Gegebenenfalls kann ein hülsenförmiges Mündungsstück 88 vorgesehen sein, welches die Elektrode 72 bis in die Nähe ihres spitzen Endes 90 umgibt und einhüllend sowie isolierend wirkt. Es trägt zur Regelung der Ausstoßgeschwindigkeit des plasmagenen Strömungsmittels aus dem Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 bei. If necessary, a sleeve-shaped mouth piece 88 can be provided, which extends the electrode 72 to in surrounds the vicinity of its pointed end 90 and has an enveloping and insulating effect. It helps regulate the The ejection rate of the plasma-genic fluid from the pilot plasma jet generator 62.

Dieser Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 kann auch bei dem Aiisführungsbeispiel gemäß Fig. 2 verwendet werden. Dabei ist ein Drehstromgenerator 406 vorgesehen, dessen drei Phasen an die Elektroden der Plasmastrahlgeneratoren 34c, 34rf und 34e angeschlossen sind, zwei Phasen ferner an den Pilot-PIasmastrahlgenerator 62.This pilot plasma jet generator 62 can also be used in the exemplary embodiment according to FIG. 2 will. A three-phase generator 406 is provided, the three phases of which are connected to the electrodes of the Plasma jet generators 34c, 34rf and 34e connected are two phases further to the pilot plasma jet generator 62.

Es können auch mehr Plasmastrahlgeneratoren 34 neben dem Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 vorgesehen sein, wobei der Generator 40ft dann einen entsprechend vielphasigen Wechselstrom liefert, und die verschiedenen Phasen jeweils mit einem Plasmastrahlgenerator 34 verbunden sind.More plasma jet generators 34 can also be provided in addition to the pilot plasma jet generator 62 be, the generator 40ft then supplies a corresponding polyphase alternating current, and the various Phases are each connected to a plasma jet generator 34.

Der Pilot-Plasmastrahlgenerator 62 gemäß Fig.3 kann ohne Schwierigkeiten in Stromkreise eingeschaltet werden, die mit einphasigem oder mehrphasigem Wechselsstrom betrieben werden. Die Kosten sind vermindert.The pilot plasma jet generator 62 according to FIG. 3 can be switched into electrical circuits without difficulty that are operated with single-phase or multi-phase alternating current. The costs are reduced.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, ist die Selbstzündung gewährleistet, und zwar mit Hilfe eines sehr einfachen Pilot-Plasmastrahlgenerators, welcher keinen zusätzlichen elektrischen Generator erfordert,In the device according to FIGS. 1 and 2, the self-ignition is guaranteed, with the help of a very simple pilot plasma jet generator, which does not require an additional electrical generator,

in und dessen Selbstlöschung bei der Erzeugung des Plasmastrahls 32 gewährleistet ist.in and its self-extinguishing during the generation of the plasma jet 32 is guaranteed.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 2 mit Selbstlöschung des Pilot-Plasmastrahlgenerators 62 bei Bildung des Plasmastrahls 32 ist beispielsweise auf die beschriebene Art und Weise mit einer effektiven Betriebsspannung von 100 V, einer effektiven Betriebsstromstärke von 300 A mit einem Stickstoffdurchsatz von 20 !/rnin des Pi!ct-P!ssfTisstrsh!"^"2r3icrs £2 und mit einem Widerstand 66 von I Ohm sowie mit einem gegenseitigen Abstand der anderen Plasmastrahlgeneratoren 34c, 34c/und 34e von 6 cm bei der Zündung und von 21,5 cm nach der Zündung im Betrieb und mit einer Betriebsspannung der neutralen Elektrode 180 V, einer Betriebsstromstärke von 200 A, einem Stickstoffdurchsatz je Plasmastrahlgenerator von 2 g/6 betrieben worden, wobei eine effektive Leistung von 95 kw im Plasmr-trahl 32 verteilt ist und der Wirkungsgrad bei 93% liegt.The embodiment according to FIG. 2 with self-extinguishing of the pilot plasma jet generator 62 upon formation of the plasma jet 32 is for example in the manner described with an effective Operating voltage of 100 V, an effective operating current of 300 A with a nitrogen throughput of 20! / rnin des Pi! ct-P! ssfTisstrsh! "^" 2r3icrs £ 2 and with a resistance 66 of I ohms and with a mutual distance between the other plasma jet generators 34c, 34c / and 34e of 6 cm at ignition and 21.5 cm after ignition in operation and with a Operating voltage of the neutral electrode 180 V, one Operating current of 200 A, a nitrogen throughput per plasma jet generator of 2 g / 6 operated been, with an effective power of 95 kw distributed in the plasma jet 32 and the efficiency at 93% lies.

Der Mehrphasen-Wechselstromgenerator kann soThe polyphase alternator can do so

jo ausgestaltet sein, daß sich eine "eränderliche oder eine gleichbleibende Ausgangsspannung ergibt.jo be designed that a "changeable or a constant output voltage results.

Im ersten Fall ist wegen der weichen Funktionsweise eine leichte Anpassung an die Charakteristiken der gebildeten Plasmastrahlen möglich. Zweckmäßigerweise wird dabei eine derart erhöhte innere Impedanz vorgesehen, daß eine Leerlaufspannung zur Verfügung steht, die etwa das Zweifache der Betriebsspannung ausmacht. Die Regelung der Stromstärke erfolgt kontinuierlich mittels eines Organs, welches dieIn the first case, it is easy to adapt to the characteristics of the formed plasma jets possible. In this case, such an increased internal impedance is expediently provided that an open circuit voltage is available which is approximately twice the operating voltage matters. The regulation of the current intensity is carried out continuously by means of an organ which the

-o Leerlaufspannung oder die Belastungsleistung variiert. Die innere Impedanz der gesamten Anordnung ist vorzugsweise selbstinduktiv, einerseits im Hinblick auf den besseren Wirkungsgrad, andererseits im Hinblick auf die Bedeutung für die Stabilisierung der Plasmastrahlerzeugung. -o open circuit voltage or load power varies. The internal impedance of the entire arrangement is preferably self-inductive, on the one hand with regard to the better efficiency, on the other hand with regard to the importance for the stabilization of the plasma jet generation.

Im zweiten Fall kann die Ausgangsspannung beispielsweise das Doppelte der Betriebsspannung ausmachen. Weist der verwendete Transformator beispielsweise eine vernachlässigbare innere Impedanz auf, dann kann bei jeder Phase eine Impedanz zwische: jeder Elektrode und dem Generator vorgesehen werden. Die den Spannungsabfall im Betrieb gewährleistende Impedanz ist vorzugsweise selbstinduktiv, und zwar im Hinblick auf den besseren Wirkungsgrad und die Stabilisierung, welche mit allen Induktivitäten gewährleistet ist Die Änderung der Stromstärke geschieht durch kontinuierliche Änderung des Wertes der Induktivitäten. In diesem Fall kann der Wert der Induktivitäten auf das Optimum des Wirkungsgrades und der Stabilisierung eingestellt werden.In the second case, the output voltage can be, for example make up twice the operating voltage. For example, tell the transformer you are using If there is a negligible internal impedance, an impedance can be between each phase: each Electrode and the generator are provided. The one that guarantees the voltage drop during operation Impedance is preferably self-inductive, in view of the better efficiency and the Stabilization, which is guaranteed with all inductivities. The change in current strength occurs by continuously changing the value of the inductances. In this case the value of the Inductances can be adjusted to the optimum of the efficiency and the stabilization.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Plasma mit mindestens zwei, aus Düse und zentraler Elektrode bestehenden Lichtbogen-Plasmastrahlgeneratoren, deren aus den Düsen austretende Gasstrahlen aufeinander gerichtet sind, mit elektrischen Hilfsspeisegeneratoren, die jeweils an eine Düse und die zugehörige Elektrode angeschlossen sind, und mit einem elektrischen Hauptspeisegenerator, welcher in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet ist, der die Gasstrahlen einschließt, wobei nur einem Plasmastrahlgenerator ein Hilfsspeisegenerator zugeordnet ist, und bei den anderen Plasmastrahlgeneratoren die Elektroden sich mindestens bis zur Mündung der Düsen erstrecken und an den Hauptspeisegenerator angeschlossen sind, dessen Stromkreis von dem Hilfsspeisegenerator-Stromkreis getrennt ist, nach Patent 19 65 576, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsspeisegenerator-Stromkreis (64) und der Hauptspeisegenerator-Stromkreis (38) parallel zueinander an einen einzigen elektrischen Generator (40a; 4Qb) angeschlossen sind, welcher als Hilfsspeisegenerator und als Hauptspeisegenerator wirkt, wobei der Hilfsspeisegenerator-Stromkreis (64) einen elektrischen Widerstand (66) aufweist, der im Verhältnis zum elektrischen Widerstand des nach Zündung der elektrischen Bogen (44) in den Gasstrahlen (36) der anderen Plasmastrahlgeneratoren (34) geschlossenen Hauptspeisegenerator-Stromkreises (38) groß ist.1. Device for generating plasma with at least two, consisting of a nozzle and a central electrode, arc plasma jet generators, the gas jets emerging from the nozzles are directed towards each other, with electrical auxiliary supply generators, each connected to a nozzle and the associated electrode, and with one electrical main feed generator, which is connected to an electrical circuit that encloses the gas jets, with only one plasma jet generator being assigned an auxiliary feed generator, and in the other plasma jet generators the electrodes extend at least to the mouth of the nozzles and are connected to the main feed generator, the circuit of which is from the auxiliary feed generator circuit is separated, according to patent 19 65 576, characterized in that the auxiliary feed generator circuit (64) and the main feed generator circuit (38) are connected in parallel to a single electrical generator (40a; 4Qb) are enclosed, which acts as an auxiliary feed generator and as a main feed generator, the auxiliary feed generator circuit (64) having an electrical resistance (66) which is in relation to the electrical resistance of the after ignition of the electric arc (44) in the gas jets (36) of the other Plasma jet generators (34) closed main supply generator circuit (38) is large.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen derart hohen elektrischen Widerstand (66) des I lilfsspeisegenerator-St. omkreises (64), daß die Zündung der elektrischen Bögen (44) in den Gasstrahlen (36) der anderen Plasmastrahlgeneratoren (34) die Selbstlöschung des an den Hilfsspeisegenerator-Stromkreis (64) angeschlossenen Plasmastrahlgenerators (62) bewirkt.2. Apparatus according to claim 1, characterized by such a high electrical resistance (66) of the I lilfsspeisegenerator-St. omkreises (64) that the ignition of the electric arcs (44) in the gas jets (36) of the other plasma jet generators (34) causes the plasma jet generator (62) connected to the auxiliary supply generator circuit (64) to self-extinguish.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige elektrische Generator (4OaJ Gleichstrom liefert, wobei zwei andere Plasmastrahlgeneratoren (34a und 34b) vorgesehen sind, deren Elektroden (46) an die positive bzw. negative Klemme des Generators (4OaJ angeschlossen sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the single electrical generator (40aJ supplies direct current, two other plasma jet generators (34a and 34b) are provided, the electrodes (46) of which are connected to the positive or negative terminal of the generator (40aJ are connected.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige elektrische Generator (40a bzw. 406J ein- oder mehrphasigen Wechselstrom liefert, wobei die Elektroden (68; 70, 72) des dem Hilfsspeisegenerator-Slromkreis (64) zugeordneten Plasmastrahlgenerators (62) stark gekühlt sind.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the single electrical generator (40a or 406J single or multi-phase Supplies alternating current, the electrodes (68; 70, 72) of the auxiliary feed generator circuit (64) associated plasma jet generator (62) are strongly cooled.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden stark gekühlten Elektroden (68; 70, 72) aus demselben Material, insbesondere aus Kupfer, bestehen.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the two strongly cooled electrodes (68; 70, 72) consist of the same material, in particular copper.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige elektrische Generator (4Öa) einphasigen Wechselstrom liefert, wobei zwei andere Plasmastrahlgeneratoren (34a und 34b) vorgesehen sind, deren Elektroden (46) an die beiden Klemmen des Generators (4OaJ angeschlossen sind.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the single electrical generator (40a) supplies single-phase alternating current, two other plasma jet generators (34a and 34b) being provided, the electrodes (46) of which are connected to the two terminals of the generator (40aJ are.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige elektrische Generator (40b) mehrphasigen Wechselstrom liefert, wobei jede Phase an die Elektrode (46) eines anderen7. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the single electrical generator (40b) supplies polyphase alternating current, each phase to the electrode (46) of another Plasmastrahlgenerators (34c bzw, 34d bzw. 34eJ angeschlossen ist, ferner zwei Phasen mit dem Hilfsspeisegenerator-Stromkreis (64) verbunden sind.Plasma jet generator (34c or, 34d or 34eJ is connected, furthermore two phases are connected to the auxiliary feed generator circuit (64).